CN103538224A - 一种二板直压式注塑机的合模装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及合模结构技术领域，所要解决的技术问题是提供一种结构简单合理，提高强度和刚度，受力均匀，使用稳定可靠，具有较广使用适应性的二板直压式注塑机的合模装置，包括动模板和定模板，两个移模油缸，两个第一锁模油缸以及两个第二锁模油缸，四个锁模油缸均采用单活塞杆结构，并且相对定模板对称设置，其中两个第一锁模油缸为内循环油缸。锁模油缸内由活塞分为无杆腔和有杆腔，四个有杆腔通过连接管连通，锁模油缸的活塞杆直径是活塞直径的0.52~0.72倍。本发明的四个有杆腔的行程容积总和能够等于两个无杆腔的行程容积总和，可实现真正的“内循环”，从而能耗低，升压时间短，同时在实际使用中有多种使用模式，适用于多种合模机器。

Description

一种二板直压式注塑机的合模装置

技术领域

本发明涉及合模结构技术领域，更具体地，涉及一种具有较广使用适应性的二板直压式注塑机的合模装置。

背景技术

现有技术中，内循环二板直压式注塑机具有锁模性能优异、高效、节能的优点，其特殊的锁模结构和优异的运动特性特别适用于精密特殊制品的注塑成型，充分体现了注塑机朝向精密、节能、高效方面发展的主题。其中内循环二板直压式注塑机的合模装置的工作过程为：在移模时，移模油缸驱动动模板向定模板移动，同时锁模油缸的活塞随动，锁模油缸内的液压油通过打开的活塞阀心从活塞一侧的无杆腔“内循环”至另一侧的有杆腔；在锁模时，锁模油缸的活塞阀心关闭，由于液压油进入有杆腔，封闭的有杆腔维持高压实现锁模。这种合模装置的运动特点为：移模和锁模时，相对静止的拉杆和动模板整体相对于定模板运动，锁模只是在合模的基础上更进一步。

目前，内循环二板直压式注塑机合模装置的典型代表为德国设备生产商Krauss Maffei公司生产的二板式合模装置（专利号为US5336462）。该合模装置采用四缸直锁，在一组对角的两个锁模油缸中的活塞杆（拉杆）内部设置有移模油缸，另一组对角的两个锁模油缸为内循环油缸，即活塞中设置有启闭滑阀可使活塞两侧连通。其特点是移模速度快，锁模稳定，节能效果明显。但拉杆结构复杂，不仅加工制造精度要求高、难度大，而且由于在拉杆里开设移模油缸，大大地降低了合模装置的强度和刚度。

申请号为200520145200.2的“直压式锁模油缸合模机构”公开了一种带调模装置的内循环直压式合模装置，移模采用两个小直径的油缸，锁模采用四个双活塞杆的内循环式油缸。其特点是能适应多种模具厚度，通用性能好，能耗低。但四个内循环油缸加工量大，加工精度要求高，而且活塞杆长度长，增大了合模装置的尺寸，拉杆断裂的危险性大大增加。

为了克服内循环锁模油缸双活塞杆外伸结构存在的缺点，申请号为200910087805.3的“一种等容积置换四缸直锁二板式合模机构”公开了一种适用于注塑机的等容积置换四缸直锁二板式合模机构，该装置的特点是省去了活塞一侧的拉杆，拉杆长度短，采用的调节套筒结构可使用更小的拉杆直径，具有节能省材的特点。但为满足内循环的要求，锁模油缸的活塞两侧有效面积必需成一定比例，此专利并没有明确等容积置换的相关尺寸，而且过小的拉杆直径降低了强度和刚度，增加了拉杆断裂的风险，另外用于内循环开闭的滑阀和活塞开口太小，增加了开合模的阻力。

申请号为200920265549.8的“二板式直压锁模装置”公开了一种锁模装置，锁模采用四个油缸，拉杆为单活塞杆结构，其中三个锁模油缸为内循环油缸，另一个锁模油缸的无杆腔与空气相通，可以实现活塞左右两侧油腔的行程容积相同。合模动作时，油缸的油液不需排油或少排油回油箱，开模动作时也不需从油箱吸油或少吸油。但是由于三个油缸和另外一个油缸的结构不同，在开合模过程中的升压与泄压历史差异大、存在受力不均匀和动作不稳定的缺点，增加了活塞杆断裂事故发生的风险。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的目的是提供一种结构简单合理，提高强度和刚度，受力均匀，使用稳定可靠，具有较广使用适应性的二板直压式注塑机的合模装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种二板直压式注塑机的合模装置，包括动模板和定模板，还包括：移模油缸，所述移模油缸为两个，分别设于定模板的周边并相对定模板呈中心对称，所述移模油缸与动模板连接并驱动动模板；第一锁模油缸，所述第一锁模油缸为两个，分别对称设于定模板的两个对角处，所述第一锁模油缸内设有第一活塞和第一活塞杆，所述第一活塞将第一锁模油缸内分为第一无杆腔和第一有杆腔并设有通孔将第一无杆腔和第一有杆腔连通，所述第一活塞杆位于第一有杆腔内，所述第一活塞杆的两端分别连接第一活塞和动模板，所述第一活塞与第一活塞杆的连接处设于启闭装置，以打开或关闭通孔；第二锁模油缸，所述第二锁模油缸为两个，分别对称设于定模板的另外两个对角处，所述第二锁模油缸内设有第二活塞和第二活塞杆，所述第二活塞将第二锁模油缸内分为第二无杆腔和第二有杆腔，所述第二无杆腔和第二有杆腔互不相通，所述第二活塞杆位于第二有杆腔内，所述第二活塞杆的两端分别连接第二活塞和动模板，每个第二有杆腔分别通过连接管与两个第一有杆腔连通，所述第二无杆腔通过通气孔与空气连通；所述第一活塞杆的直径为第一活塞的直径的0.52~0.72倍，所述第二活塞杆的直径为第二活塞的直径的0.52~0.72倍。

本发明的使用过程为：合模时，通过启闭装置将通孔打开，第一无杆腔和第一有杆腔通过通孔连通，移模油缸驱动动模板向定模板方向移动，同时第一活塞和第二活塞随动，液压油通过打开的通孔从第一无杆腔“内循环”至第一有杆腔，并通过连接管从第一有杆腔“内循环”至第二有杆腔；锁模时，通过启闭装置将通孔关闭，由于液压油进入封闭的第一有杆腔和第二有杆腔，第一锁模油缸和第二锁模油缸动作，通过液压油实现高压锁模；开模时，通过启闭装置将通孔打开，第一无杆腔和第一有杆腔通过通孔连通，移模油缸驱动动模板返回，同时第一活塞和第二活塞随动，液压油通过打开的通孔从第一有杆腔“内循环”至第一无杆腔。本发明可实现真正的“内循环”，即合模时无需将液压油排回油箱，开模时无需从油箱吸油，从而能耗低，升压时间短，具有节能高效的优点。同时在实际使用过程中，本发明也可不必在“内循环”模式下工作，可根据生产条件、客户需求、材料强度、开合模速度、液压油质量、使用寿命等不同的因素，无需改变整体结构，仅对锁模油缸的活塞直径以及活塞杆直径进行一定的调节，从而使活塞杆直径与活塞直径之间的比例发生变化，其变化范围为活塞杆直径为活塞直径的0.52~0.72倍，从而有多种使用模式，具有较广的使用适应性，适用于注塑机、压铸机等多种合模机器，包括但不限于内循环二板直压式注塑机。

在一个实施方式中，所述移模油缸邻近第二锁模油缸布置。由于通孔位于第一锁模油缸中，所以在开合模时液压油更容易在第二锁模油缸中积存，从而对第二锁模油缸的驱动产生一定阻力，因此将移模油缸安装在第二锁模油缸的邻近位置，可起到抵消阻力保证移模平衡均匀的作用。 

在一个实施方式中，所述启闭装置为滑阀，所述第一活塞杆中设有液压油孔，用于驱动滑阀在第一活塞杆中滑动，以打开或关闭通孔，结构简单合理，使用稳定可靠。

在一个优选实施方式中，所述第一活塞杆的直径为第一活塞的直径的0.69~0.72倍，所述第二活塞杆的直径为第二活塞的直径的0.69~0.72倍。更优选地，所述第一活塞杆的直径为第一活塞的直径的0.71倍，所述第二活塞杆的直径为第二活塞的直径的0.71倍，可实现四个有杆腔的行程容积总和等于两个无杆腔的行程容积总和，具体分析计算过程详见下文。

本发明的有益效果是：

1、四个有杆腔的行程容积总和能够等于两个无杆腔的行程容积总和，可实现真正的“内循环”，即合模时无需将液压油排回油箱，开模时无需从油箱吸油，从而能耗低，升压时间短，具有节能高效的优点；

2、与其他同类型的合模装置相比，在锁模力相当的情况下，锁模油缸的活塞直径略大，而活塞杆直径也大大提高，更粗的活塞杆具有更高的强度和刚度，可防止活塞杆断裂的发生，而且更粗的活塞杆有利于驱动滑阀的液压油孔的设置；

3、本发明的四个锁模油缸均采用单活塞杆结构，并且相对定模板对称设置，其中两个第一锁模油缸为内循环油缸，相比采用其他不对称的内循环油缸的结构，受力更均匀，锁模精度高，使用稳定可靠；

4、将移模油缸安装在第二锁模油缸的邻近位置，可起到抵消阻力保证移模平衡均匀的作用；

5、本发明可省去尾板和调模机构，锁模油缸的活塞杆长度及机器外覆件等都得到了减少，相对于传统的肘杆式和单缸直压式合模装置，本发明的长度更短、重量更轻；

6、在实际使用过程中，本发明也可不必在“内循环”模式下工作，可根据生产条件、客户需求、材料强度、开合模速度、液压油质量、使用寿命等不同的因素，无需改变整体结构，仅对锁模油缸的活塞直径以及活塞杆直径进行一定的调节，从而使活塞杆直径与活塞直径之间的比例发生变化，有多种使用模式，具有较广的使用适应性，适用于注塑机、压铸机等多种合模机器，包括但不限于内循环二板直压式注塑机。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2所示，本发明的一种二板直压式注塑机的合模装置100，包括动模板101，定模板102，移模油缸103，第一锁模油缸104和第二锁模油缸105。

所述移模油缸103为两个，分别设于定模板102的周边并相对定模板102呈中心对称，所述移模油缸103与动模板101连接并驱动动模板101。

所述第一锁模油缸104为两个，分别对称设于定模板102的两个对角处。所述第一锁模油缸104内设有第一活塞106和第一活塞杆107，所述第一活塞106将第一锁模油缸104内分为第一无杆腔108和第一有杆腔109并设有通孔110将第一无杆腔108和第一有杆腔109连通，所述第一活塞杆107位于第一有杆腔109内，所述第一活塞杆107的两端分别连接第一活塞106和动模板101。所述第一活塞106与第一活塞杆107的连接处设于启闭装置，以打开或关闭通孔110。本实施例中，所述启闭装置为滑阀111，所述第一活塞杆107中设有液压油孔112，用于驱动滑阀111在第一活塞杆107中滑动，从而实现打开或关闭通孔110。

所述第二锁模油缸105为两个，分别对称设于定模板102的另外两个对角处。所述第二锁模油缸105内设有第二活塞113和第二活塞杆114，所述第二活塞113将第二锁模油缸105内分为第二无杆腔115和第二有杆腔116，所述第二无杆腔115和第二有杆腔116互不相通，所述第二活塞杆114位于第二有杆腔116内，所述第二活塞杆114的两端分别连接第二活塞113和动模板101。每个第二有杆腔116分别通过连接管117与两个第一有杆腔109连通，所述第二无杆腔115通过通气孔118与空气连通。

本实施例中，由于通孔110位于第一锁模油缸104中，所以在开合模时液压油更容易在第二锁模油缸105中积存，从而对第二锁模油缸105的驱动产生一定阻力，因此将移模油缸103安装在第二锁模油缸105的邻近位置，可起到抵消阻力保证移模平衡均匀的作用。 

本发明的使用过程为：合模时，液压油孔112中通高压液压油以驱动滑阀111将通孔110打开，第一无杆腔108和第一有杆腔109通过通孔110连通，移模油缸103驱动动模板101向定模板102方向移动，同时第一活塞106和第二活塞113随动，液压油通过打开的通孔110从第一无杆腔108“内循环”至第一有杆腔109，并通过连接管117从第一有杆腔109“内循环”至第二有杆腔116；锁模时，液压油孔112中通高压液压油以驱动滑阀111将通孔110关闭，由于液压油进入封闭的第一有杆腔109和第二有杆腔116，第一锁模油缸104和第二锁模油缸105动作，通过液压油实现高压锁模；开模时，液压油孔112中通高压液压油以驱动滑阀111将通孔110打开，第一无杆腔108和第一有杆腔109通过通孔110连通，移模油缸103驱动动模板101返回，同时第一活塞106和第二活塞113随动，液压油通过打开的通孔110从第一有杆腔109“内循环”至第一无杆腔108。本发明可实现真正的“内循环”，即合模时无需将液压油排回油箱，开模时无需从油箱吸油，从而能耗低，升压时间短，具有节能高效的优点。

所述第一活塞杆107的直径为第一活塞106的直径的0.69~0.72倍，所述第二活塞杆114的直径为第二活塞113的直径的0.69~0.72倍。本实施例中，所述第一活塞杆107的直径为第一活塞106的直径的0.71倍，所述第二活塞杆114的直径为第二活塞113的直径的0.71倍，可实现四个有杆腔的行程容积总和等于两个无杆腔的行程容积总和。

具体分析计算过程如下：四个锁模油缸均采用单活塞杆结构，选用D为每个锁模油缸的活塞直径或油缸内径，d为每个锁模油缸的活塞杆直径，L为每个锁模油缸的活塞或活塞杆行程。因此，每个有杆腔的行程容积表示为：                                               ，每个无杆腔的行程容积表示为：

。为使四个有杆腔的行程容积总和等于两个无杆腔的行程容积总和，需要满足：

。化简得：D=d，即锁模油缸的活塞杆直径d是活塞直径或油缸内径D的

倍。考虑到其他因素的影响，活塞杆直径d可控制在活塞直径或油缸内径D的0.69~0.72倍的范围内。例如，当锁模油缸的活塞直径为220mm时，锁模油缸的活塞杆直径为152~158mm，优选156mm。

由申请号为200920265549.8的实用新型“二板式直压锁模装置”可知，为使四个有杆腔的行程容积总和等于三个无杆腔的行程容积总和，需要满足：

，其中D₁为每个锁模油缸的活塞直径或油缸内径，d₁为每个锁模油缸的活塞杆直径，L₁为每个锁模油缸的活塞或活塞杆行程。化简得：D₁=2 d₁，即锁模油缸的活塞杆直径d₁是活塞直径或油缸内径D₁的0.5倍。

该实用新型的锁模力表示为：

，其中p为油压。取D₁=2 d₁，则。

而本发明的锁模力表示为：

，取D=

d，则

。

为了使本发明达到该实用新型相同的锁模力，令

，通过计算可得，

，

。

因此，在相同锁模力的前提下，本发明的锁模油缸的活塞直径和活塞杆直径相比该实用新型都较大，特别是活塞杆提高至1.73倍，因此具有更高的强度和刚度，可防止活塞杆断裂的发生。同时本发明的四个锁模油缸相对定模板对称设置，其中两个第一锁模油缸为内循环油缸，相比采用三个内循环油缸的结构，受力更均匀，锁模精度高，使用稳定可靠。

如上所述，为使四个有杆腔的行程容积总和等于两个无杆腔的行程容积总和，需要锁模油缸的活塞杆直径为活塞直径或油缸内径的0.71倍，能够实现真正的“内循环”，即合模时无需将液压油排回油箱，开模时无需从油箱吸油。然而，“内循环”模式只是本发明的一种优选的或者比较理想化的工作模式，在实际使用过程中，本发明的锁模油缸也可不必在“内循环”模式下工作，根据生产条件、客户需求、材料强度、开合模速度、液压油质量、使用寿命等不同的因素，无需改变整体结构，仅对锁模油缸的活塞直径以及活塞杆直径进行一定的调节，从而使活塞杆直径与活塞直径之间的比例发生变化，因此开模后有部分液压油会回到油箱或者需要从油箱吸取一定的油进入锁模油缸，从而有多种使用模式，具有较广的使用适应性，适用于注塑机、压铸机等多种合模机器，包括但不限于内循环二板直压式注塑机。

为了将回油量或者吸油量控制在一定的比例，本发明的锁模油缸的活塞杆直径为活塞直径或油缸内径的0.52~0.72倍。当锁模油缸的活塞杆直径为活塞直径的0.72倍时，例如取活塞直径为220mm，则活塞杆直径为158.4mm（取整为158mm），经计算，开模后的吸油量为约3%~4%，即需要从油箱中吸取少量油进锁模油缸。当锁模油缸的活塞杆直径为活塞直径的0.71倍时，如上所述，例如取活塞直径为220mm，则活塞杆直径为156mm，能够实现“内循环”。当锁模油缸的活塞杆直径为活塞直径的0.52倍时，例如取活塞直径为220mm，则活塞杆直径为114.4mm（取整为114mm），经计算，开模后的回油量为约32%，即约有32%的液压油回到油箱。当然，在其他实施例中，锁模油缸的活塞直径以及活塞杆直径可根据具体实际应用进行设定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种二板直压式注塑机的合模装置，包括动模板和定模板，其特征在于，还包括：

移模油缸，所述移模油缸为两个，分别设于定模板的周边并相对定模板呈中心对称，所述移模油缸与动模板连接并驱动动模板；

第一锁模油缸，所述第一锁模油缸为两个，分别对称设于定模板的两个对角处，所述第一锁模油缸内设有第一活塞和第一活塞杆，所述第一活塞将第一锁模油缸内分为第一无杆腔和第一有杆腔并设有通孔将第一无杆腔和第一有杆腔连通，所述第一活塞杆位于第一有杆腔内，所述第一活塞杆的两端分别连接第一活塞和动模板，所述第一活塞与第一活塞杆的连接处设于启闭装置，以打开或关闭通孔；

第二锁模油缸，所述第二锁模油缸为两个，分别对称设于定模板的另外两个对角处，所述第二锁模油缸内设有第二活塞和第二活塞杆，所述第二活塞将第二锁模油缸内分为第二无杆腔和第二有杆腔，所述第二无杆腔和第二有杆腔互不相通，所述第二活塞杆位于第二有杆腔内，所述第二活塞杆的两端分别连接第二活塞和动模板，每个第二有杆腔分别通过连接管与两个第一有杆腔连通，所述第二无杆腔通过通气孔与空气连通；

所述第一活塞杆的直径为第一活塞的直径的0.52~0.72倍，所述第二活塞杆的直径为第二活塞的直径的0.52~0.72倍。

2.根据权利要求1所述的二板直压式注塑机的合模装置，其特征在于，所述移模油缸邻近第二锁模油缸布置。

3.根据权利要求1所述的二板直压式注塑机的合模装置，其特征在于，所述启闭装置为滑阀，所述第一活塞杆中设有液压油孔，用于驱动滑阀在第一活塞杆中滑动，以打开或关闭通孔。

4.根据权利要求1至3任一项所述的二板直压式注塑机的合模装置，其特征在于，所述第一活塞杆的直径为第一活塞的直径的0.69~0.72倍，所述第二活塞杆的直径为第二活塞的直径的0.69~0.72倍。

5.根据权利要求4所述的二板直压式注塑机的合模装置，其特征在于，所述第一活塞杆的直径为第一活塞的直径的0.71倍，所述第二活塞杆的直径为第二活塞的直径的0.71倍。

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